一种基于小波变换的OFDM系统PAPR抑制方法

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OFDM技术用于实现信息的有效、高速传输,已经在许多领域得到应用,例如无线、数字广播中,它作为4G的关键技术而受到关注。然而,在DFT-OFDM中一个很关键的问题就是信号的PAPR值会比较高,这对于OFDM系统的发展来说是一个很大的限制。在信号处理领域和快速傅里叶变换同样有着巨大实用性的另一种变换就是离散小波变换,它具有更好地时频域的局部特性,这一点是傅里叶变换很难达到的标准。小波函数也有许多正交基,它可以替代傅里叶变换的正交基进行数据的变换处理过程,所以小波变换在数字、图像处理领域有着不可替代的作用。本文将使用小波变换代替传统的傅里叶变换即小波正交基代替三角正交基。首先对比分析在快速傅里叶变换后的PAPR值和小波变换之后的PAPR值的分布情况,然后再将小波变换后的数据运用改进的限幅技术进行处理,得到DWT-OFDM系统中使用改进限幅技术处理后的PAPR值分布情况,再与两者进行比较,得出结论。首先,本文简单介绍了OFDM技术和小波变换的原理,然后通过实验仿真验证传统基于IFFT/FFT技术的OFDM系统降低PAPR值的一些方法,主要的有限幅类技术、选择性映射、部分传输序列三种方法。分析它们的实验数据,和相对于原始没有使用过这些方法的PAPR值分布情况进行对比,得出实验结果。然后,为了改善前面的基于快速傅里叶变换OFDM技术的PAPR分布情况,本文研究了一种实用的有效降低PAPR值的实验方法,该方法是将小波变换技术和OFDM系统相结合来实现的。可以从结果看出得到的PAPR值的分布情况相对于使用IFFT/FFT技术来说好了很多,使用不同小波基的效果不同。本文最终采用了主要的三种小波:Haar小波、Daubechies小波以及Symlet小波,绘制出了这几种小波降低PAPR值的实验结果图,并对图进行了相应的分析。最后是本文的创新部分,也是专利点,那就是在Matlab实验环境中搭建了DWT-OFDM系统,本文研究了一种改进的限幅算法,首次将小波变换技术和这种改进的限幅算法相结合来进行降低PAPR值的仿真实验。结果表明这种DWT-OFDM系统和改进的限幅算法相结合的方法降低PAPR值的效果相对于前面的几种算法来说都较为理想。文章最后对比了在相同阈值情况下,三种小波基和改进限幅算法相结合的实验结果,结果表明在阈值TV=2的时候,三种小波基的PAPR降低效果相差无几,随着阈值的增大,Haar小波基的改善情况相对较好,其次是Daubechies小波,最后就是Symlet小波。
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